Индикаторы на лампах, работающих в обращенном режиме

Для регистрации слабых зарядов и создаваемых ими полей необходимо, чтобы входная цепь индикатора обладала очень высоким сопротивлением (около 109 Ом и более). В измерительных приборах промышленного изготовления для этого применяются дефицитные и дорогостоящие электрометрические лампы, которые мало доступны для радиолюбителей. Как показал опыт, достаточно хорошие результаты получаются и при использовании в индикаторах обычных приемно-усилительных ламп в так называемом обращенном режиме, когда их аноды имеют тот же потенциал, что и катоды. Особенностью такого режима является зависимость тока управляющей сетки лампы от потенциала внешнего по отношению к ней электрода, например, экранирующей сетки или анода.

В индикаторе, выполненном по схеме рис. 1, электроны, эмиттированные катодом лампы Л1, достигают ее управляющей сетки и создают сеточный ток, измеряемый микроамперметром ИП1, При сообщении эранирующей сетке отрицательного потенциала относительно катода некоторая часть электронов отталкивается полем экранирующей сетки и возвращается на катод. Это приводит к ослаблению тока в цепи первой сетки и соответствующему уменьшению показаний прибора ИП1.

Анод лампы Л1 соединен с катодом и играет роль электростатического экрана, окружающего экранирующую сетку.

Источником питания индикатора служит элемент 332 (ФБС-0,25). Ток накала и эмиссию катода лампы Л1 регулируют подстроечным резистором R1. Измерительный прибор ИП1 имеет ток полного отклонения стрелки 50 мкА. Панель лампы Л1 — обязательно керамическая (ПЛК-7). Входное коаксиальное гнездо Гн1 с изоляцией из полистирола берется от антенного входа унифицированных телевизоров. Индикатор заключают в металлический экранирующий корпус, которым соединяют 1-й и 5-й лепестки ламповой панели.

Благодаря малым напряжениям на электродах лампы, низкой рабочей температуре катода и высококачественной изоляции цепи второй сетки электронная и ионная составляющие ее тока очень малы, и входное сопротивление индикатора имеет величину 1010 Ом. Это позволяет, пользуясь этим исключительно простым устройством, получать результаты измерений, сопоставимые с теми, которые дают приборы, содержащие электрометрические лампы, высокочувствительные гальванометры и стабилизированные источники питания.

Для обнаружения электрических полей в гнездо Гн1 индикатора вставляют антенну — штырь из жесткого провода длиной 100-150 мм. Регулируя резистор R1, устанавливают такую величину эмиссии катода лампы, при которой стрелка микроамперметра отклонится на всю шкалу, после чего приближают индикатор к источнику поля, например, заряженному телу.

Если показания микроамперметра уменьшаются при сближении прибора с телом, то оно заряжено отрицательно, если же при удалении от тела — то положительно. Обнаружение и определение знака малых электрических зарядов возможно также посредством прикосновения штыря к заряженному телу.

Аналогично описанному работает индикатор, собранный по схеме рис. 2. Использование в качестве выходных электродов первой, второй и четвертой сеток работающего в обращенном режиме гептода Л1 типа 1А2П позволяет применить микроамперметр ИП1 с током полного отклонения до 100 мкА. Управляющим электродом является третья сетка, соединенная с коаксиальным гнез-дом Гн1.

В следующем индикаторе (рис. 3) ток первой сетки, работающей в обращенном режиме лампы Л1, усиливается двухкаскадным усилителем на транзисторах Т1—Т2. В цепь коллектора выходного транзистора Т2 включена сигнальная лампа накаливания Л2, загорающаяся при появлении на гнезде Гн1 отрицательного потенциала. К выходному гнезду Гн2 можно подключить электромагнитное реле для управления внешними исполнительными устройствами.

В качестве Л1 типа 2П1П можно применить более экономичную лампу 2А2А, увеличив сопротивление резистора R1 в два раза. В индикаторе могут быть применены германиевые сплавные транзисторы с коэффициентом Вст = 15—20 и рассеиваемой мощностью не менее 150 мВт, например, МП39—МП42, МП25—МП26, П13—П16. Лампа Л2 — МН-14 на 2,5 В, 0,075 А (в крайнем случае — 0,16 А). Батарея Б1 состоит из двух элементов от батареи 3336Л. Выключатель В1— ТВ2-1.

Монтаж и внешний вид индикатора показаны на рис. 4. Его корпус можно изготовить из белой жести или использовать готовую металлическую коробку.

При налаживании подбирают сопротивление резистора R2 так, чтобы лампа Л2 слабо накалялась, а затем увеличивают его до полного прекращения свечения Л2. Приближение ко входному гнезду Гн1 отрицательно заряженного тела должно вызывать яркое свечение лампы Л2. Для обнаружения электрических зарядов на расстоянии до 1 м и более в гнездо Гн1 вставляют металлический штырь длиной 100—150 мм.

В приборе, собранном по схеме рис. 5, предусмотрена звуковая индикация. Он состоит из усилителя постоянного тока с высоким входным сопротивлением на лампе Л1 в обращенном режиме и трехточечкэго генератора звуковой частоты на транзисторе Т1. В качестве контурных катушек генератора работают обмотки 1—11 трансформатора Tpl. Его обмотка 111 нагружена динамической головкой Гр1 и нитью лампы Л1. При подаче отрицательного напряжения на гнездо Гн1 и соединенную с ним экранирующую сетку лампы Л1 ток ее управляющей сетки, протекающий также в цепи базы транзистора Т1, меняется. Это приводит к изменениям режима генератора звуковой частоты, напряжения накала лампы Л1 и величины тока эмиссии ее катода, что, в свою очередь, вызывает медленные колебания тока управляющей сетки (из-за наличия тепловой инерции катода). В результате этого колебания генератора модулируются, и в головке Гр1 появляется звук, сходный со звучанием сирены.

В качестве Tpl пригодны выходные трансформаторы от радиоприемников Спидола, ВЭФ-Спидола-10, ВЭФ-12. Головка Гр1 — 0,1ГД-6 или любая другая мощностью до 0,5 Вт.